交错轴斜齿轮传动接触理论的研究.pdf

中图分类号: 密级:公开
UDC:621 单位代码:10460




交错轴斜齿轮传动接触理论研究
Research on the contact theory of crossed
helical gears transmission






申请人姓名苗壮申请学位工学硕士
学科专业机械工程研究方向机械传动及运动仿真
导师王小林职称教授

提交日期 答辩日期




河南理工大学

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学位论文原创性声明
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是我个人在导师指导下进行的研究工作
及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外,不包含任何其他
个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做
的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。
本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。
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年月日
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保密的学位论文在解密后适用本授权。
学位论文作者签名: 导师签名:

年月日年月日

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致谢
本文是在王小林教授的悉心指导下完成的。在我三年的学****和科研中,王老师
给予了热心指导和建议,在遇到挫折和困难的时候,王老师给予了鼓励和帮助,可
以说本人的每一个进步都凝结了王老师的辛勤和汗水。王老师渊博的知识、敏锐
深邃的学术思想使我在学****和科研中受益匪浅;王老师在工作和科研方面的严谨
态度令我十分敬佩;王老师在生活中平易近人的风格让我感到可亲可近;这些对
于我来说都是一生宝贵的财富。在此,我向三年来培养我的恩师王小林教授致以
崇高的敬意和衷心的感谢!
在此也衷心地感谢所有曾经教过我基础课和专业课的老师们,感谢你们在我
三年研究生学****期间给予的热心帮助和指导!
感谢本课题组的张跃敏、谢刚、魏锋等老师,郝晓茹、沈克纯、刘亚威、康
永林和范伟利等所有机械传动与运动仿真实验室的成员,感谢你们在学术上给予
的建议和帮助,在生活上给予的热心关怀!
感谢我亲爱的父母和妹妹,感谢你们多年来在物质和精神上对我默默的支持
和鼓励才让我有了今天的成绩。同时感谢所有关心和支持我的亲人和朋友们,感
谢你们在我遇到困难的时候给予的热心帮助!
最后感谢论文评审和答辩期间的各位专家、评委们的辛勤劳动和付出,感谢
你们对我提出的宝贵意见!


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摘要
本文首先根据交错轴斜齿轮传动的空间啮合原理,在合适的坐标系中,建立
了交错轴斜齿轮传动齿面接触分析的几何模型,为后面在 MATLAB 中绘制瞬时
接触椭圆,进行齿面接触分析提供了理论基础。
其次,利用 MATLAB 软件编程,建立交错轴斜齿轮传动齿面接触模型,并绘
制出两齿面接触时的瞬时接触椭圆;通过对不同参数的交错轴斜齿轮传动进行研
究,分析出不同参数对齿面接触区的影响规律;得到在不同的条件下,通过合理
选择基本参数来提高齿轮的接触性能。
最后,在 PRO/E 中建立交错轴斜齿轮传动三维运动仿真模型,导入到 ANSYS
中进行齿面接触应力分析;运用 ANSYS 的结构静力学模块,得到了齿面接触区
的形状和应力应变云图,分析出交错轴斜齿轮传动齿面接触应力和应变分布情况,
直观的显示了齿轮在啮合时的接触变形和应力分布情况,为如何提高齿轮的啮合
性能提供了理论依据,为后续进一步寻找可行的失配啮合修形方法和加工工艺奠
定了基础。
关键词:交错轴斜齿轮;接触性能;瞬时接触椭圆;齿面接触应力

I
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Abstract
Firstly, according to spatial meshing principle of the crossed helical gear drive, the
paper establishes the geometric model on analysis of contact theory in gear surface of
crossed